[發明專利]用于生產針對防輻射優化的電路的方法

有效

• 申請號: 201980041187.0
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN112313520B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: C·奧蒂;T·波特博夫
• 申請（專利權）人: 賽峰電子與防務公司
• 主分類號: G01R31/3181
• 分類號: G01R31/3181;G01R31/28;G01R31/3185;G06F30/34;G06F30/337;G06F119/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 亓云;陳斌

一種用于生產針對防輻射來優化的電路的生產方法，該方法包括在參考電路上執行的初步表征階段，該初步表征階段包括以下步驟：·多次輻照參考電路；·每次輻照后，如果參考電路的一個或多個參考元件(5)已經失效，則定位所述(諸)參考元件；以及·在參考電路的參考表面上映射輻照的影響；·該生產方法進一步包括優化階段，該優化階段包括根據在參考電路上執行的映射來適配至少一個經優化輻射敏感元件在經優化電路的至少一個經優化表面上的位置。

本發明涉及用于生產針對防輻射優化的電路的生產方法的領域。

發明的背景技術

在太空中，現場可編程門陣列(FPGA)要經受得自包括宇宙輻射、太陽耀斑和太陽風等若干現象的空間輻射環境。

同樣，在大氣中，FPGA經受大氣輻射環境，這種環境尤其得自宇宙輻射與大氣原子相互作用的。

作為示例，這樣的FPGA因此暴露于重離子、中子、質子和光子中，這些都是得自自然輻射。

在太空或大氣中，FPGA也可能經受人工輻射。

這種粒子或這種光子有可能干擾FPGA，并且尤其是它們在FPGA的存儲器元件中產生單粒子翻轉(SEU)。這些存儲器元件可以是各種類型的，例如觸發器雙穩態、鎖存雙穩態或隨機存取存儲器(RAM)位置。先前由存儲器元件采樣的數據的位值然后被反轉。

因此，來自自然或人工輻射的粒子和光子往往會降低FPGA的穩健性，并且從而降低包含FPGA的電氣裝備的穩健性。作為示例，該電氣裝備可以是空間發射器的慣性測量單元。

一種現有的用于校正這種類型的干擾的機制是使敏感雙穩態三重化，并將三個經三重化的雙穩態與多數表決器相關聯。雙穩態的輸出根據表決器進行的投票結果進行校正。這被稱為“本地三模冗余”。如果三個雙穩態中只有一個雙穩態出錯，則這種機制操作得非常好。在本文下面，術語“TMR單元”被用于指定包括一組三個經三重化雙穩態和表決器的三模冗余單元。

然而，單個粒子有可能撞擊同一TMR單元中的兩個雙穩態，并且因此破壞其操作。這在本文中被稱為“多位翻轉”(MBU)。

因此，保證FPGA(以及由此保證包含該FPGA的電氣裝備)遵從承受自然或人工輻射的要求，或者相反地，遵從不承受自然或人工輻射的要求是相對復雜的。保證遵從不承受輻射的要求對于專門為無輻射環境設計的電氣裝備是有利的：這避免了所述電氣裝備的誤用。

為了保證FPGA遵從這種類型的要求，已經作出了嘗試來表征輻射對FPGA的輻射敏感元件(諸如上述雙穩態)的影響。

為了表征輻射對FPGA或包含該FPGA的電氣裝備的影響，已知的是尤其在FPGA或電氣裝備的物理幾何模型的基礎上對FPGA或電氣裝備進行仿真。

在三維模型和用于制造fpga的材料的組成的基礎上，Monte?Carlo方法被用于對大量粒子的通過進行統計仿真。對于所建模的每一軌跡，還仿真了對FPGA的物理影響。對底層物理過程的深入了解使估計哪些軌跡會產生誤差并確定幾何結構對敏感元件上的輻射的影響成為可能。

此類仿真利用極其復雜并且仿真時間非常長的模型來得到結果，該結果是昂貴且難以獲得、難以使用且難以通過實驗證實的。此外，此類仿真需要關于fpga的準確技術信息，這些信息很少是可訪問。

發明目的

本發明的目的是提高電路對自然或人為輻射的穩健性，并能夠保證這種穩健性。

發明內容

為了實現這一目標，提供了一種用于生產針對防輻射優化的電路的生產方法，該生產方法包括在包括至少一個參考表面(其上分布有輻射敏感參考元件)的參考電路上執行的初步表征階段，該初步表征階段包括以下步驟：